Question

鍶（Sr）為第五周期ⅡA族元素，其化合物六水氯化鍶（SrCl2·6H2O）是實驗室重要的分析試劑，工業(yè)上常以天青石（主要成分為SrSO4）為原料制備，生產(chǎn)流程如下：

已知：① 經(jīng)鹽酸浸取后，溶液中除含有Sr2+和Cl－外，還含有少量Ba2+雜質(zhì)；

② SrSO4、BaSO4的溶度積常數(shù)分別為3.3×10－7、1.1×10－10；

③ SrCl2·6H2O的摩爾質(zhì)量為：267 g/mol。

（1）天青石焙燒前先研磨粉碎，其目的是_________________________________________。

（2）隔絕空氣高溫焙燒，若0.5 mol SrSO4中只有S被還原，轉(zhuǎn)移了4 mol電子。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________________________________。

（3）為了得到較純的六水氯化鍶晶體，過濾2后還需進(jìn)行的兩步操作是_______________。

（4）加入硫酸的目的是______________________。為了提高原料的利用率，濾液中Sr2+的濃度應(yīng)不高于_________ mol/L（注：此時濾液中Ba2+濃度為1×10－5 mol/L）。

（5）產(chǎn)品純度檢測：稱取1.000 g產(chǎn)品溶解于適量水中，向其中加入含AgNO3 1.100×10－2 mol的AgNO3溶液（溶液中除Cl―外，不含其它與Ag+反應(yīng)的離子），待Cl―完全沉淀后，用含F(xiàn)e3+的溶液作指示劑，用0.2000 mol/L的NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的AgNO3，使剩余的Ag+ 以AgSCN白色沉淀的形式析出。

①滴定反應(yīng)達(dá)到終點的現(xiàn)象是_________________________________________。

②若滴定過程用去上述濃度的NH4SCN溶液20.00 mL，則產(chǎn)品中SrCl2·6H2O的質(zhì)量百分含量為______________（保留4位有效數(shù)字）。

 

Answer 1

（1）天青石焙燒前先研磨粉碎，其目的是為了增加反應(yīng)物的接觸面積，提高化學(xué)反應(yīng)速率。

（2）SrSO4 + 4C SrS + 4CO↑

（3）洗滌、干燥（或烘干）

（4）除去溶液中Ba2+雜質(zhì) 0.03

（5）溶液由無色變?yōu)檠�紅色，且30 s不褪色 93.45%

【解析】

試題分析：（1）天青石焙燒前先研磨粉碎，其目的是為了增加反應(yīng)物的接觸面積，提高化學(xué)反應(yīng)速率，從而提高原料的轉(zhuǎn)化率。（2）在焙燒的過程中若只有0.5 mol SrSO4中只有S被還原，轉(zhuǎn)移了4 mol電子，則1mol的S轉(zhuǎn)移8mol的電子，由于在反應(yīng)前元素的化合價為+6價，所以反應(yīng)后元素的化合價為-2價。因此碳與天青石在高溫下發(fā)生反應(yīng)SrSO4 + 4CSrS + 4CO↑，（3）然后向得到的含有SrS固體中加入HCl發(fā)生反應(yīng)：SrS+2HCl= SrCl2+H2S↑，將溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，然后從溶液中將晶體過濾出來，洗滌除去表面的雜質(zhì)離子并進(jìn)行干燥即SrCl2·6H2O。（4）在用HCl溶解SrS后的溶液中加入硫酸的目的是除去溶液中Ba2+雜質(zhì)。由于在Ba2+濃度為1×10－5 mol/L，BaSO4的溶度積常數(shù)為1.1×10－10；所以c(SO42-)=1.1×10－10÷1×10－5=1.1×10－5mol/L。而SrSO4的溶度積常數(shù)為3.3×10－7，所以c(Sr2+)=3.3×10－7÷1.1×10－5=3.0×10－2=0.03mol/L。（5）若NH4SCN不再剩余的Ag+ 結(jié)合形成AgSCN白色沉淀，溶液中就會含有SCN－，就會與Fe3+產(chǎn)生絡(luò)合物是溶液變?yōu)榧t色。因此滴定達(dá)到終點時溶液由無色變?yōu)檠�紅色，且30 s不褪色。n(NH4SCN)=0.2000 mol/L×0.02L=4.0×10-3mol，所以溶液中剩余的Ag+的物質(zhì)的量為n(Ag+)=4.0×10-3mol,因此與Cl―反應(yīng)的Ag+的物質(zhì)的量為n(Ag+)=1.100×10－2 mol －4.0×10-3mol=7.0×10-3mol n(SrCl2·6H2O)=3.5×10-3mol,m(SrCl2·6H2O)= 3.5×10-3mol×267 g/mol=0. 9345g. 所以產(chǎn)品純度為0. 9345g÷1g×100%=93.45%.

考點：考查物質(zhì)的制備、混合物的分離物質(zhì)純度的計算的知識。